Allion Labs / Tina Yu
關於8K的新話題，就會追溯到先前日本喊出2020東京奧運8K轉播的話題。而也因為這個話題，讓8K電視的討論熱度不斷提高中。在今年的消費電子展上(CES)，SONY、Sharp、LG、Samsung、TCL等等電視大廠都推出了他們的8K電視。根據市調機構IHS Markit預測8K電視的出貨量，在2018年不到2萬台，但到了2019年將「飛速成長」到43萬台，而在2020這年預測會飆漲至200萬台，可以預見8K電視的驚人商機！
資料來源：IHS Markit
市場上的電視，4K規格已是主流規格，不到兩萬的價格也是有機會入手一台。當然HDMI的介面也是每台電視的標準介面之一，在2017年底，HDMI協會公布了最新規格Version 2.1，其中的最大亮點是頻寬提升至48Gbps，所以8K的規格則是基本配備甚至可以來到10K的解析度。所以說8K時代已經開啟，也因此會加快4K的淘汰，以後8K會是家中的基本配備也不為過。
8K電視距離全面落實仍有技術層面需克服
無庸置疑的，8K電視在未來勢必越來越普及！但要達到全面實現8K的理想距離現實還有非常一大段路要走。2019年是8K元年，各家電視廠商都積極發展自家的8K電視，雖然HDMI 2.1介面以及其腳位配置上與先前的版本並無不同，但是HDMI 2.1的新8K規格跟之前HDMI 2.0的4K規格卻是兩種不同的技術，它也比之前的HDMI版本，更加嚴格、更加複雜。
下圖是HDMI規格比較表：
| 訊號規格 | HDMI 2.0 | HDMI 2.1 |
| 傳輸最大頻寬 | 18Gbps | 48Gbps |
| 傳輸技術 | TMDS | FRL |
| AV傳輸通道 | D0, D1, D2 | L0, L1, L2, L3 |
| 編碼方式 | 8b/10b | 16b/18b |
| 壓縮技術 | – | DSC 1.2 |
| 相容之前版本 | Yes
(HDMI 1.4b) |
Yes
(HDMI 1.4b, HDMI 2.0) |
從上表的規格來看，HDMI 2.1最大傳輸頻寬已經增加到HDMI 2.0的2.6倍。因此，在現有的框架下，原有的TMDS傳輸技術以及8b/10b的編碼方式已經不敷使用。為什麼這麼說呢？我們來回顧一下，所謂的TMDS技術為何？
- 最小化傳輸差分訊號（Transition Minimized Differential Signaling，簡稱TMDS）是美國Silicon Image公司開發的一項高速傳輸資料技術。
- 此項技術最早用於DVI介面上，後沿用在HDMI介面上發揚光大。
- 其特點為利用兩個腳位為差分訊號來傳送訊號的技術。
- 傳送影像的方式，則透過4對TMDS channel(Clock, Data0, Data1, Data2)來傳送。
- 而TMDS Clock只是用來讓接收端當參考頻率來做data recover用的，實際的AV訊號是跑在其他的3對TMDS Data通道上。
- 採用了8b/10b也就是8 bit的輸入訊號轉成10 bit的編碼方式，主要目的是透過差分訊號來降低EMI以及提高精確的訊號傳輸速率。
透過上面特點，可以知道現有架構下要再提高頻寬，不是要在增加新的Data通道，而要在現有的3對Data通道中去傳送更高的資料量等的方式，但是，這都不是最佳解方法。因此，新的FRL(Fixed Rate Link)傳輸技術以及16b/18b的編碼方式應運而生，其特點如下：
- FRL是Fixed Rate Link的縮寫，顧名思義，就是固定比例的頻寬速率。
- 原本的TMDS Clock, Data 0, Data 1, Data 2對應成FRL Lane 0, Lane 1, Lane 2, Lane 3。
- 類似於DP的Embedded CK模式，因為不需要專用的Clock通道，所以，AV訊號不只可以傳送3對Lane甚至到4對Lane。
- 編碼方式則把8b/10b變成16b/18b，改善了9%的編碼效率。
- 採用了VESA的DSC壓縮技術，解析度高達10K@120。
- 不同於DC-coupled TMDS的傳輸方式已轉變成AC-coupled FRL的傳輸方式。
- 透過FRL Link Training的溝通，可以相容於TMDS模式。
因此，要怎麼既符合新增的FRL模式又要相容於原有的TMDS模式，則是開發HDMI 2.1產品的廠商的一大課題。
百佳泰8K測試方案
為了讓開發8K電視的廠商們快速拿到符合HDMI 2.1規格的入場卷，百佳泰積極與相關儀器廠商合作，開發了Allion的SCDC控制器(AJSC-1)整合於8K的相關電氣測試當中，如下的測試方案：
- 8K實力驗證測試
- FRL 電氣特性測試
- FRL Protocol測試
- 8K Video測試
- HDMI 2.0 認證測試
- TMDS 電氣特性測試
- TMDS Protocol測試
- TMDS Decoding測試
- TMDS Video Timing 測試
- EDID相關測試
- HDMI 1.4 認證測試
- EDID/E-DDC Test
- Electrical Test
- Protocol Test
- Video Test
- Audio Test
- Interoperability with DVI Test
- Advanced Features
百佳泰測試範例
HDMI 2.1 的8K電視一開始遇到其中一個課題就是在接收到含有Jitter的訊號時會產生不正常的Error，透過Allion AJSC-1的Debug GUI可以快速的找到產生Error的來源出處。
此外，Link Training的溝通正確與否也是另一個課題，透過另一套DDC Monitor的GUI可以快速找到相關Register是否符合HDMI 2.1規範。
相信8K的技術上仍存在許多未知且潛在的風險，百佳泰身為業界的領導品牌，已率先投入測試儀器設備的合作以及專業的測試技術。若想了解更多關於8K電視的細節，請聯繫我們！